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循环流化床若干技术问题的探讨与改进措施

  
评论: 更新日期:2014年02月14日

        4.10 煤仓煤斗、给煤机和落煤管增加捅煤口
        流化床在运行过程中,经常因原煤潮湿等原因棚煤、堵塞,须加装桶煤口便于处理堵煤问题。
        4.11 各个点火油枪前加装就地或远方油压指示表
        这些油压表可以用来调整点火油枪的燃烧强度,确保点火过程床下风室温度随时可以均匀分布防止风箱变形;此外,床上油枪的温度平衡对炉本体的整体均衡膨胀和物料预热也很有好处。另外,可以保证最低的油枪雾化压力。
        4.12 排渣排灰系统的运行控制与设备保证
        对于采用连续排渣方式的流化床,必须保证各个床面排渣点的均匀和正常。对溢流排渣方式,必须在一定的周期内,进行炉底事故排渣的定期排放;对床下排渣方式,则必须对各个排渣点定期轮换排渣,或者一部分连续排渣而另一些排渣点定期放渣。这样做的好处是始终可以保持床内料层颗粒度和分布的均匀性,确保床温稳定。我们对所做的流化床锅炉都作这样的要求。
        带有冷渣器的流化床,必须增设事故旁路排渣通道和旁路导流风防止堵渣停炉。返料器的放灰管应保证运行中放灰闸板的密封、结构灵活和安全操作问题。
        4.13沿着流化床耐火层上边沿附近的水冷壁下部裸露部分的防磨问题
        改进这一部分的措施有两项,一是在不影响传热的前提下,可以适当抬高燃烧室耐火浇注料层上边缘高度,减轻大颗粒对水冷壁的冲刷;二是可以在易磨损区域的水冷壁密封鳍片上加焊防磨片或异型钢筋,减轻水冷壁表面的高速涡流产生的“滑灰”磨损程度。
        4.14 料层温差与飞灰含碳量的减少措施
        致力于给煤风和二次风的设计改进,减少直接由于“水平流化湍动过程”的弱化所产生的床温分布不均。最好的情况下,可以将170~230℃的床温偏差明显减少为35℃以下的温度偏差。
        目前山西省境内多台CFBC锅炉中,已经有一些实现了最优飞灰指标。比如山西孝义楼俊焦化集团、五四一电厂和介休茂胜集团的75t/h、240t/hCFBC锅炉的飞灰含碳量都小于10~12%,甚至达到6~8%这样的水平。其关键在于我们对我们自己宏观认识到的“水平流化湍动过程理论”予以了足够的重视,实施充分的风扰动方案,明显提高了燃烧稳定性,降低了飞灰可燃物含量,改善了热负荷均匀性。
        4.15完善碎煤与燃料供应系统
        碎煤系统至少要保证二级振筛分选、一级破碎。初级振筛分选后合格的燃料直接进入皮带上煤;而留下来的燃料经过经过破碎以后,交给二次振筛破碎;二次振筛分选以后的合格燃料送到皮带上煤,不合格部分返回破碎机中继续破碎。这样做的好处是可以大大减轻破碎机的负载,减少异常情况的发生,如有二级破碎则更好。大型CFBC机组至少要有两套这样的并联体系,每台套可以单独承担至少125%的额定负荷下的燃料供应需求,且每天可以至少停运8小时以上。
        4.16关于循环流化床的点火温度问题
        一般的经验或者厂家说明书都要求流化床点火温度为500~650℃,而撤出油枪的温度不低于800~900℃。但事实上,对于挥发份较高的煤种,可以采用低温“逗火”的方法来点燃流化床,采用420~460℃的温度来试投煤点火。而完全撤出油枪的温度可以选择650~750℃;但对于挥发份很低,而热值和灰分又高的男燃煤种,则可以考虑550~650℃脉动投煤。主要依赖升温趋势和具体的升温速度来具体判断,切不可随意操作,其好处很多,不必赘述。
        其原理在于升火过程中的实际床温往往要比监视到的床温高120~170℃,而灭火过程则相反,实际温度比监视到的温度低大约50~90℃。
        4.17 CFBC锅炉应当充分重视耐火浇注料的施工与烘炉工艺
        几乎所有的CFBC锅炉在完成烘炉操作、进入整套调试以后都会不同程度地出现耐火浇注料的脱落、炸开、龟裂等情况。通过相对完善的烘炉工艺优化方案,实现相对优良的耐火浇注料表面珐琅质和基材的硬度、强度。
        施工中充分重视滑模的精确度,尽量减少滑模换位之间高度、圆周和水平方向的错位重叠,消除易于产生脱落的“麸皮”现象。耐火浇注料的基材固定钯钉,从数量、分布和形状上要充分保证,浇注过程中充分夯实湿料。在烘炉以前的自然干燥与养护时间至少为8~10天。施工工艺和材质要有很好的质量保证。
        在施工过程注意留够热工测点的预留点,位置要精确,防止以后耐火浇注料完成固化后无法实现测点的优化。
        4.18返料器、冷渣器、外置式换热器和流化床的冷态试验优化
        冷态试验是检验CFBC技术的一个非常重要的关键措施,必须保证试验数据的真实指导意义。目前我们已经可以通过冷态试验对中小容量的CFBC热态最低稳燃负荷和最高负荷进行预测,其误差仅为5~8%。
        主流化床、返料器一般采用表盘的常规运行测点就可以很好地进行试验;而对于冷渣器和外置式换热器,则需要运用流体力学和空气动力学原理合理选择额外的加装测点,对其进行精确的多工况选择性调整测试,为以后的床温控制、燃烧优化和循环返料过程控制提供基础的技术数据。
        4.19 省煤器、过热器的防磨处理
        采用水冷式高温旋风分离器结构的CFBC,由于灰浓度的显著降低,确实可以减轻这部分位于烟道横截面受热面迎风侧管束表面的磨损。而采用中温或者低温方式的旋风返料装置的CFBC,位于分离器前面的受热面磨损则相对较严重。
        管组表面采用金属表面喷涂工艺确实可以适当减少磨损程度,但效果有限。可以适当采用壁厚增加、螺旋管、防磨罩、金属成分优化和槽型护片的方式,将这部分易磨损部位受热面的磨损降至最低。山西西山煤电集团75t/hCFBC锅炉,就采用了省煤器变为异性管材,很好地解决了问题,使得磨损泄漏周期由原来的15~20天提高为一百天以上。
        不少运行电厂连一、两个月连续运行都很难突破。
        4.20确保石灰石投料系统的长期正常投用
        我国绝大多数CFBC锅炉的石灰石投料系统都没有很好利用或者根本没有使用。测试表明,只要正常使用就能保证很好的脱硫效果,需要加以完善和充分使用,保证环保指标满足要求。
        4.21 对于风帽的选择
        目前长期的观察和实践经验证明,定向风帽在一般情况下都很不适应大型循环流化床的稳定运行,容易出现局部死料、波浪式涌动流化、布风板漏渣等问题,只有在考虑了底部放渣以后,可以在放渣管口附近布置一些小孔径的定向风帽。因此,建议对大多数已经采取定向风帽的厂家,全部更换为钟罩式、改良型蘑菇头式、手榴弹式或者多向倒“7”型风帽。
        4.22 返料器存灰问题
        运行技术改进有以下几条:
        A对于双炉膛结构或者容易出现爆燃的锅炉,建议空返料无灰启动。
        B 对于需要填充返料器存灰启动的CFB使用冷态试验的自然灰料积存。
        C 运行中灰浓度过高时,可以使用返料器放灰来解决问题。
        D 对于返料不正常、返料温度无法上升情况,可以少量多次放灰,疏通返料不畅的冷灰栓塞点。
        E 如果出现返料风室漏灰,造成返料风机异常、风压波动时及时放灰。
        4.23 主流化床风室增加放灰管
        4.24 增加下二次风主流化层、点火燃烧器中心对面、返料腿等处看火镜装置
        以上改进措施分别在西山煤电、沁源电厂、五四一电厂、介休茂胜集团、孝义俊安集团、海鑫钢铁集团、广东粤阳发电厂等容量为35~450t/h我们的调试用户的数十台CFBC电站锅炉中得到了成功的应用,充分证明其实际的可靠性和合理性。
        5 结论与建议
        5.1 本文对我国流化床锅炉的发展情况进行了简要介绍,有利于行政和技术管理部门掌握流化床锅炉的基本发展动向,便于在审批项目和制定政策时整体考虑CFBC的技术和经济特点。
        5.2由于目前其他相关技术资料没有客观或者全面地对国产CFBC锅炉的优缺点进行总结 >,本文旨在补遗拾漏,力图建立一个比较准确的总体认识和技术概念,帮助有关人士了解其基本特点。
        5.3 文章条款所涉及的技术改进措施已经在实践中得到了的验证,其技术是成熟的,效果十分明显,曾经成功地解决了多台流化床锅炉的运行和设备故障问题,避免了很多可能发生的事故。建议有关部门和技术人员予以参考和应用,如遇技术方案制定确有困难可联系协商解决。
        5.4本文旨在对技术交流和促进国产流化床的完善进行一些抛砖引玉的工作,所提供的一些技术参考思路由于受到技术专有问题和篇幅所限,对于有关细节,不便详细说明和图表解释。
        5.5建议从国家总体工业 >布局上要保持慎重考虑的负责态度,不要过多地增加CFBC类型机组。不能为了上项目而打政策的擦边球,必须保障电厂专业技术力量,减少土地和水资源的浪费,合理分配电网的电源点,切实保证设备的安装、制造、设计和启动调试质量,在技术实践上多下功夫,扎扎实实做工作。
       
       

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